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基于温度渗流场的炭质岩隧道围岩支护优化研究
1
作者 蓝恩伟 骆俊晖 《西部交通科技》 2019年第4期99-104,共6页
炭质岩分布区隧道围岩的开挖变形和运营期稳定问题是高速公路隧道所面临的共性课题。文章结合河(池)百(色)高速路机场隧道监测情况,建立Midas模型,基于温度场及渗流场研究不同支护参数下岩体的蠕变以及变形速率发展规律,并通过对机场隧... 炭质岩分布区隧道围岩的开挖变形和运营期稳定问题是高速公路隧道所面临的共性课题。文章结合河(池)百(色)高速路机场隧道监测情况,建立Midas模型,基于温度场及渗流场研究不同支护参数下岩体的蠕变以及变形速率发展规律,并通过对机场隧道支护参数进行优化分析,为以后类似工程提供参考与借鉴。 展开更多
关键词 炭质岩 隧道 温度渗流场 支护优化 有限元
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渗流作用下陷落柱体围岩温度场分布模型的研究与应用 被引量：1
2
作者 苗博 杨俊 +1 位作者 王飞 许进鹏 《矿业安全与环保》 北大核心 2017年第1期36-39,共4页
陷落柱突水时,导致围岩温度升高,根据围岩温度场分布对矿井突水预测具有一定可行性。采用有限元软件COMSOL求解温度—渗流场耦合模型,得到7222工作面陷落柱突水后围岩温度场的分布情况,模拟结果与监测结果基本一致,说明通过监测含水构... 陷落柱突水时,导致围岩温度升高,根据围岩温度场分布对矿井突水预测具有一定可行性。采用有限元软件COMSOL求解温度—渗流场耦合模型,得到7222工作面陷落柱突水后围岩温度场的分布情况,模拟结果与监测结果基本一致,说明通过监测含水构造的温度场分布情况来预测矿井突水的可能性。模拟结果表明,距离高温水流位置越近,则受到热交换平衡区的影响时间就越长,温度场的变化越显著。 展开更多
关键词 温度-渗流场 耦合模型 围岩温度场 突水 预测
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双重介质温度场-渗流场-应力场耦合模型及三维数值研究 被引量：47
3
作者 赵延林 曹平 +2 位作者 赵阳升 林杭 汪亦显 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S2期4024-4031,共8页
在建立双重介质温度场-渗流场-应力场耦合微分控制方程基础上,提出研究裂隙岩体温度场-渗流场-应力场耦合的双重介质模型,对不同介质分别建立以节点位移、水压力和温度为求解量的三维有限元格式,提出该数学模型的求解策略与方法,开发双... 在建立双重介质温度场-渗流场-应力场耦合微分控制方程基础上,提出研究裂隙岩体温度场-渗流场-应力场耦合的双重介质模型,对不同介质分别建立以节点位移、水压力和温度为求解量的三维有限元格式,提出该数学模型的求解策略与方法,开发双重介质流固热耦合分析的计算程序,通过模拟地下2200m的高温岩体地热开发系统的算例发现,注入井附近温度场-渗流场-应力场三场耦合作用十分明显的,主干裂隙对渗流场、温度场和应力场的整体分布具显著影响。与渗流场-应力场耦合,应力场-温度场耦合进行比较,探讨各场耦合效应的强弱,可以得出,在一定空间、时间域内,往往存在着起主导控制作用的双场耦合系统,变温条件下温度场对裂隙渗流场具显著耦合作用,从而论证了存在温度变化梯度的岩土工程中进行三场耦合分析的重要性。 展开更多
关键词 岩石力学 温度场-渗流场-应力场耦合模型 双重介质 有限元法 三维数值模拟
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裂隙岩体水-冰相变及低温温度场-渗流场-应力场耦合研究 被引量：27
4
作者 刘泉声 康永水 +1 位作者 刘滨 朱元广 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2181-2188,共8页
岩体冻融损伤涉及低温环境下温度场、渗流场和应力场的耦合问题。基于水–冰相变理论和能量守恒原理,得出冻结率表达式。运用双重孔隙介质模型理论,根据质量守恒定律、能量守恒定律及静力平衡原理,得出冻结条件下裂隙岩体的温度场–渗... 岩体冻融损伤涉及低温环境下温度场、渗流场和应力场的耦合问题。基于水–冰相变理论和能量守恒原理,得出冻结率表达式。运用双重孔隙介质模型理论,根据质量守恒定律、能量守恒定律及静力平衡原理,得出冻结条件下裂隙岩体的温度场–渗流场–应力场(THM)耦合控制方程。最后,通过1个含裂隙隧道低温THM耦合算例,将围岩当作岩块与裂隙介质组成的系统,采用等效热膨胀系数法对夹冰(含水)裂隙的冻胀效应进行模拟,并考虑冻结过程对岩体渗透系数的影响,研究低温THM耦合条件下的温度场、应力场及孔隙压力等的分布规律。 展开更多
关键词 岩石力学 冻岩 温度场–渗流场–应力场耦合 相变 双重孔隙介质
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坝址温度场与变物性渗流场全耦合分析 被引量：11
5
作者 吴志伟 宋汉周 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期703-710,共8页
在只考虑流体性质受温度的影响条件下,根据多孔介质渗透系数与温度之间存在的线性关系,利用相关数据,分析了渗流场对温度较为敏感的敏感性。从温度变化引起水的密度和黏度的变化来考虑温度场对渗流场的影响,建立了温度场和变物性渗流场... 在只考虑流体性质受温度的影响条件下,根据多孔介质渗透系数与温度之间存在的线性关系,利用相关数据,分析了渗流场对温度较为敏感的敏感性。从温度变化引起水的密度和黏度的变化来考虑温度场对渗流场的影响,建立了温度场和变物性渗流场的瞬态全耦合数学模型,并初步探讨了这种全耦合模型的求解思路。采用FEMLAB软件,在原有模型的基础上做了二次开发,从而实现了该全耦合问题的有限元求解。通过工程实例,对所建的坝址温度场与变物性渗流场全耦合模型做了数值验证。计算结果表明,采用全耦合模型求解渗流问题时,坝址区温度升高,渗流流速普遍降低;温度场变动比较小,而渗流场变动相对大一些。 展开更多
关键词 坝址温度场和渗流场 变物性 耦合 数值模拟 FEMLAB
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多物理场耦合下采空区煤自燃三带数值模拟研究
6
作者 杨玉中 任立刚 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期4638-4647,共10页
采空区煤自燃三带分布范围的确定对自燃火灾防治至关重要。以平煤五矿己_(16-17)-23260工作面为例,综合运用试验分析、现场观测及数值模拟等方法,对综采面采空区自燃三带的分布范围进行了深入探究。结果表明:己_(16-17)煤层煤温为θ时... 采空区煤自燃三带分布范围的确定对自燃火灾防治至关重要。以平煤五矿己_(16-17)-23260工作面为例,综合运用试验分析、现场观测及数值模拟等方法,对综采面采空区自燃三带的分布范围进行了深入探究。结果表明:己_(16-17)煤层煤温为θ时的实际放热强度为q(θ)=4.8337 e^(0.0467θ);基于COMSOL的采空区自燃三带温度场、渗流场和应力场(Thermal Hydrological Mechanical,THM)多场耦合模拟结果与现场实测结果相互对比,得出进风巷与回风巷氧化带的最大宽度分别为48 m和31 m,相对误差为0.04和0.02,氧化带中的温度峰值分别为78.36℃和68.15℃,划分出的自燃三带范围基本一致;采空区x-y截面氧化带呈弧形分布,y-z截面氧化带呈抛物线分布;工作面三带范围随着工作面风速和倾向长度的增大呈现逐步扩大的趋势,而且逐步向采空区内部延伸。 展开更多
关键词 安全工程 自燃三带 温度场、渗流场和应力场多场耦合 风速 倾向长度
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寒区引水隧洞低温相变温度场-渗流场耦合模型及其数值模拟研究 被引量：2
7
作者 姜海波 貊祖国 +1 位作者 后雄斌 金瑾 《水力发电》 北大核心 2017年第11期19-22,47,共5页
针对寒区引水隧洞围岩冻胀的多场耦合问题,考虑低温相变对岩体温度场和渗流场的影响,结合低温冻结条件下围岩的温度场-渗流场耦合模型,采用有限元法对新疆某电站引水隧洞工程围岩的冻结过程进行分析,研究低温相变条件下隧洞围岩温度场... 针对寒区引水隧洞围岩冻胀的多场耦合问题,考虑低温相变对岩体温度场和渗流场的影响,结合低温冻结条件下围岩的温度场-渗流场耦合模型,采用有限元法对新疆某电站引水隧洞工程围岩的冻结过程进行分析,研究低温相变条件下隧洞围岩温度场和渗流特性的变化规律。研究结果表明:在长期的冻结过程中,围岩内部形成了冻结区与未冻结区;随着冻结时间的持续,冻结锋面向围岩内部推移,岩体冻结深度和冻结范围不断增大。含水岩体在冻结过程中,水分由未冻结区向冻结区迁移,其渗流速度在冻结缘处达到最大,为1.359×10^(-4)m/s,在未冻结区渗流速度较小,为4.1×10^(-6)m/s。 展开更多
关键词 寒区 引水隧洞 低温相变 冻结 温度场-渗流场耦合
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